Кіріспе
Орта мидың еденіндегі нейрондар тобы, сонымен қатар Тсайдың ішкі тегментальді аймағы (ІТА) (тегмент латын тілінде «жабу» деген мағынаны білдіреді) немесе жай ғана ішкі тегмент деп аталады, ол орта мидың еденіндегі орта сызыққа жақын орналасқан нейрондар тобы. ІТА мезокортиколимбикалық дофамин жүйесінің дофаминергиялық жасуша денелерінің және басқа дофамин жолдарының бастапқы нүктесі болып табылады; ол мидың дәрілік және табиғи сыйақы схемаларында маңызды рөл атқарады. ІТА көптеген процестерде маңызды функцияларды атқарады, оның ішінде сыйақыны тану (мотивациялық маңыздылық, ассоциативтік оқыту және позитивті эмоциялар), оргазм және бірнеше психикалық аурулар. ІТА нейрондары мидың көптеген аймақтарына проекция жасайды, олар префронтальды қабықтан бастап мидың қаудағы бөлігіне және олардың арасындағы бірнеше аймақтарды қамтиды.
The ventral tegmental area (VTA) (tegmentum is Latin for covering), also known as the ventral tegmental area of Tsai, or simply ventral tegmentum, is a group of neurons located close to the midline on the floor of the midbrain. The VTA is the origin of the dopaminergic cell bodies of the mesocorticolimbic dopamine system and other dopamine pathways; it is widely implicated in the drug and natural reward circuitry of the brain. The VTA plays an important role in a number of processes, including reward cognition (motivational salience, associative learning, and positively valenced emotions) and orgasm, among others, as well as several psychiatric disorders. Neurons in the VTA project to numerous areas of the brain, ranging from the prefrontal cortex to the caudal brainstem and several regions in between.
Құрылымы
Нейробиологтар адамдар мен басқа да приматтардың миындағы VTA-ны қара заттан (SN) және оны қоршаған ядролардан ажыратуда үлкен қиындықтарға тап болды. Бастапқыда, вентральды тегментальді аймақ «ядро» деп белгіленген, бірақ уақыт өте келе аймақтың әртүрлі цитоархитектоникалық ерекшеліктері және оны жақын орналасқан аймақтардан бөлетін анық шекаралардың болмауы себепті «аймақ» термині көбірек қолданылатын болды. VTA-ға лимбикалық жүйеге қатысты таңдамалы афференттер келіп түсетіндіктен, VTA жасушаларына оларды қоршаған жасушалардан ерекшелеу үшін A10 белгісі беріледі.
Орналасқан жері
Вентральды тегментальді аймақ мидың орталық бөлігінде, бірнеше маңызды аймақтардың арасында орналасқан, олардың кейбіреулері төменде сипатталған. Диэнцефалонға жататын сүтқоректі денелер мен артқы гипоталамус VTA-дан ростральды бағытта созылады. Қызыл ядро VTA-ның бүйір жағында, ал көз қозғалтқыш талшықтары VTA-ның вентромедиалды бөлігінде орналасқан. Көпірше және артқы ми VTA-дан қаудальды жағында жатыр. Ақырында, қара зат VTA-ның бүйір жағында орналасқан.
Бөлімшелер
1987 жылы Оадес VTA A10 жасушалар тобындағы төрт негізгі ядроны анықтады: паранигральді ядро (Npn), парабрахиалис пигментозус ядросы (Npbp), интерфасцикулярис ядросы (Nif) және каудальды және ростральды линеарис ядросы (Nln). Қазіргі уақытта ғалымдар VTA-ны төрт ұқсас аймаққа бөледі: паранигральді ядро (ПН), парабрахиальді пигментті аймақ (ПББ), парафасцикуляр ретрофлекс аймағы (ПФР) және ростромедиалды тегментальді ядро (РМТг), бұл аймақтар шамамен бұрынғы жіктемелерге сәйкес келеді. VTA-ның кейбір анықтамаларына орталық ядролар (атап айтқанда, интерфасцикулярлық ядро, ростральді сызықтық ядро және орталық сызықтық ядро) да кіреді. ПН және ПББ дофаминергиялық жасушаларға бай, ал қалған екі аймақта осы нейрондардың концентрациясы төмен. ПФР және РМТг-да тирозин гидроксилазасына (TH) оң нәтижелі жасуша денелерінің тығыздығы төмен, олар кішкентай және әлсіз боялады; РМТг көбінесе GABAергиялық жасушалардан тұрады. Ал ПН және ПББ негізінен орташа және ірі TH оң жасуша денелерінен тұрады, олар орташа дәрежеде боялады.
Кірістер
VTA жобасынан проекция алатын дерлік барлық аймақтар оған кері проекция жібереді. Осылайша, вентральды тегментальді аймақ мидың кең ауқымындағы құрылымдармен өзара байланысты, бұл оның филогенетикалық жағынан жаңа және жоғары дамыған неокортекстің функцияларын бақылауда, сондай-ақ филогенетикалық жағынан ескі лимбикалық аймақтарда да рөл атқаратынын көрсетеді. VTA – әртүрлі нейрохимиялық және нейрофизиологиялық қасиеттері бар әртүрлі нейрондардан тұратын гетерогенді аймақ. Сондықтан, глутаматергиялық және ГАМК-ергиялық сигналдар қатаң түрде тежегіш немесе қоздырғыш емес. VTA префронтальді қабықтан, педункулопонтиндік тегментальді ядродан (PPTg), латеродорсальді тегментальді ядродан, субталамулық ядродан, стрия терминалының төсек ядросынан, жоғарғы колликулустан, периакведуктальді сұрдан, бүйірлік габенуладан, дорсальді рафе ядросынан және бүйірлік гипоталамулық және преоптикалық аймақтардан глутаматергиялық афференттерді алады. VTA-ға ГАБАергиялық сигналдарға accumbens ядросы, ventral pallidum, dorsal raphe ядросы, lateral hypothalamus, periaqueductal gray, стрия терминалының төсек ядросы және rostromedial tegmental ядросы (RMTg) да кіреді. VTA-ға кіретін субпаллидальді афференттер негізінен ГАБА-ергиялық, демек тежегіш. Субпаллидалық аймақтан VTA-ға айқын жол бар.
Даму
Олар ортақ эмбрионалды тіндерден дамығандықтан және проекциялық аймақтары ішінара үсті-үстіне келгендіктен, дофаминергиялық жасушалар топтарының нақты анатомиялық шекаралары жоқ. Сүтқоректілер миының даму кезінде substantia nigra (SN) және VTA нейрондары бастапқыда дорсолатеральды және вентромедиалды стриатумға проекция жасайды. Бірақ, туған кезде SN дофаминергиялық нейрондары тек дорсолатеральды стриатумға, ал VTA дофаминергиялық нейрондары тек вентромедиалды стриатумға проекция жасайды. Бұл байланыстарды қысқарту артық коллатеральдарды жою арқылы жүзеге асырылады.
Функция
Жоғарыда айтылғандай, VTA, әсіресе VTA дофаминді нейрондары, сыйақы жүйесінде, мотивацияда, танымдық қабілеттерде және есірткіге тәуелділікте бірнеше функцияларды атқарады және бірнеше психикалық аурулардың ошағы болуы мүмкін. VTA миндальша безден түсетін түрлі эмоциялық сигналдарды өңдейді, сондай-ақ қауіптен сақтану және қорқыныш жағдайларын қалыптастыруда рөл атқарады. Электрофизиологиялық жазбалар VTA нейрондарының жаңа күйзелістерге, күтпеген сыйлықтарға және сыйлықты болжауға мүмкіндік беретін сезімталдық белгілерге жауап беретінін көрсетті. Бұл жасушалардың оқшаулау үлгісі сыйлық күту қателігін кодтаумен сәйкес келеді. 2006 жылы Хелен Фишер және оның зерттеу тобы жүргізген МРТ зерттеулері VTA-дағы белсенділікпен байланысты, терең махаббатқа қатысты әртүрлі эмоционалдық күйлерді анықтады және сипаттады, бұл бас тартылған серіктестердің мінез-құлқының себептерін түсіндіруге көмектеседі, себебі бұл сыйақы жүйесімен байланысты. Ұя салу мінез-құлқы, жаңа жұптасқан зебра финктерінің VTA-сында V1aR экспрессиясының жоғарылауымен байланысты. Дегенмен, V1aR экспрессиясы аналыққа бағытталған әндермен байланысты емес, бұл VTA-да жұпты сақтау және ұсыну мінез-құлқындағы вазотоциннің таңдамалы рөлін көрсетеді.
Нейрологиялық құрамы
Субстанция нигра сияқты, ЖТҚ-да да меланин пигменттелген дофаминергиялық нейрондар кездеседі. Жақындағы зерттеулер дофаминергиялық нейрондардың ЖТҚ-дағы барлық нейрондардың 50-60% құрайтынын көрсетті, бұл ЖТҚ-дағы нейрондардың 77% дофаминергиялық екенін көрсеткен бұрынғы мәліметтерге қайшы келеді. Сонымен қатар, мидың функционалдық тұрғыдан ерекше құрылымы болып табылатын ростромедиалдық тегментальді ядрода (RMTg) ГАБАергиялық нейрондардың көп саны бар. Авторлар функционалдық тізбекше ұсынады, онда CA3-тегі глютаматергиялық жасушалардың белсенденуі cd LS-тегі ГАБАергиялық жасушалардың белсенденуіне себеп болады, бұл ЖТҚ-дағы ГАБА интернейрондарын тежеп, допамин жасушаларын тұрақты тежеуден босатып, допамин жасушаларының оқу жылдамдығын арттырады. Сондықтан NAC қабығы және артқы ЖТҚ сыйақы жүйесіне қатысты негізгі аймақтар болып табылады.
Аурулар
Қара субстанция мен мидың ортаңғы бөлігіндегі дофаминергиялық нейрондар дорсолатеральды каудат/путаменге және вентромедиалды орналасқан accumbens ядросына қарай проекция жасайды, осылайша мезостриаталдық және мезолимбикалық жолдар құрылады. Осы екі жолдың тығыз жақындығы оларды дофаминергиялық проекциялардың біртұтас жиынтығы ретінде қарастыруға мүмкіндік береді. Осы екі жолдың жұмысындағы бұзылулар бірнеше ауруларға алып келеді: шизофрения, Паркинсон ауруы және назар жетіспеуі мен гипербелсенділік синдромы (АЖГС). Қазіргі зерттеулер осы ауруларға қатысы бар нейрондардың арасындағы айқын ерекшеліктерді анықтауға және белгілі бір дофамин проекциясын таңдап емдеудің жолдарын іздеуге бағытталған.
Есірткіге тәуелділік
Nucleus accumbens және ventral tegmental аймағы – тәуелділік тудыратын препараттардың негізгі әсер ететін орындары. Кокаин, алкоголь, опиоидтар, никотин, каннабиноидтар, амфетамин және олардың аналогтары көбінесе тәуелділікке әкелетін препараттар саналады. Бұл препараттар дофаминнің ядролық аккумбенстегі әсерін ұзарту арқылы немесе нейрондардың белсенділігін күшейту арқылы дофаминнің нейромодуляторлық әсерін және күшейту сигналдарын өңдеуге өзгерістер енгізеді. Ең көп қолданылатын есірткілер дофаминнің бөлінуін стимуляциялайды, бұл олардың сыйлық беру және психомоторлық әсерлерін тудырады. Есірткіге құмарлық, мезолимбикалық дофамин жүйесіндегі ұзақ мерзімді немесе тұрақты функционалдық өзгерістердің нәтижесі болып табылады, бұл өзгерістер дофаминнің қайталама стимуляциясынан туындайды. Молекулалық және жасушалық бейімделулер есірткіге қарсы реакция ретінде VTA және мезолимбикалық дофамин проекциясында дофамин белсенділігінің сезімталдығын арттырады. Есірткіге тәуелді адамдардың VTA-сында дофамин синтездейтін тирозин гидроксилаза ферментінің активтілігі, сондай-ақ бұл нейрондардың қоздырғыштарға жауап беру қабілеті артады. Бұл әсер CREB транскрипция факторының активтілігінің жоғарылауымен және GluR1 – глютамат үшін AMPA рецепторларының маңызды субұрылымының жоғары реттелуімен байланысты. Мұндай нейрондық өңдеудегі өзгерістер шешім қабылдау қабілеттері жұмыс істегенде бейімделуші эмоционалдық сигналдардың әлсіреуіне себеп болуы мүмкін, себебі есірткі іздеу және есірткі қабылдау мінез-құлқы әдетке айналып, мәжбүрлі сипатқа ие болады. Тышқандармен жүргізілген тәжірибелер көрсеткендей, олар стимуляторлық препараттарды артқы VTA-ға, алдыңғы VTA-ға қарағанда оңайырақ енгізу үшін рычагты басуды үйренеді. Басқа зерттеулер дофаминергиялық препараттарды ядролық аккумбенс қабығына микроинъекциялаудың қозғалыс белсенділігін, зерттеу мінез-құлқын, шартты жақындау реакцияларын және күтілетін жыныстық мінез-құлқын арттыратынын көрсетті. Абстиненция синдромы (ескіру құбылысы) сыйақы функциясының жетіспеушілігінен туындайтын қиындық циклінің басталуына байланысты пайда болады, онда препараттар қалыпты гомеостаздық күйді қалпына келтіру үшін қажет болады. Жақында жүргізілген зерттеулер көрсеткендей, тіпті абстиненция синдромының соңғы кезеңдерінен өткеннен кейін де, есірткіге немесе есірткіге байланысты стимулдарға ұшыраған жағдайда есірткі іздеу мінез-құлқы қайта жандануы мүмкін.
Салыстырмалы анатомия және эволюция
1964 жылдан бері жүргізілген барлық зерттеулер, егеуқұйрықтардан бастап адамға дейінгі барлық сүтқоректілердің VTA-сының керемет жалпы ұқсастығын көрсетіп келеді. Бұл зерттеулер шаштар, қояндар, итке, мысықтар, опоссумдар, адам емес приматтар және адамдарға бағытталды. А10 жасушаларының арқалық таралуындағы өзгерістер сияқты шағын айырмашылықтар да анықталды. Атап айтқанда, А10 жасушаларының арқалық шыңы приматтарда басқа сүтқоректілерге қарағанда кеңірек. Бұдан әрі, VTA-дағы дофаминергиялық жасушалардың саны филогенетикалық дамумен бірге артады; мысалы, тышқанның VTA-сында шамамен 25 000 нейрон болса, 33 жастағы адамның VTA-сында 450 000 жасуша денесі бар.